Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Супрамолекулярная химия - Стид Дж.В.

Стид Дж.В., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия — М.: Академкнига, 2007. — 480 c.
ISBN 978-5-94628-305-2
Скачать (прямая ссылка): supramolekulyarnayahimiyat12007.djvu
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 156 >> Следующая


В качестве примера самосборки белков рассмотрим самосборку рибонуклеазы, содержащую 124 аминокислотных остатка и четыре дисульфидные (—S-S-) связи. Восстановление этих связей дает восстановленный белок, содержащий восемь SH-групп, т.е. полностью денатурированный (ферментативно неактивный) продукт. При окислении этого белка в присутствии мочевины (которая действует как денатурирующий агент благодаря своей способности к водородному связыванию) образуется смесь из спутанных (неправильно сложенных) белков, содержащих большинство (если не все) из 105 возможных комбинаций дисульфидных связей. Добавление (3-меркаптоэтанола вызывает медленный разрыв дисульфидных связей и переход к равновесному процессу; если удалить мочевину и добавить (3-меркаптоэта-нол, то белки распутываются, давая нативную рибонуклеазу с полной ферментативной активностью (рис. 2.38). Отсюда следует, что нативный белок представляет
116

2. Супрамолекулярная химия жизни

Нативный белок

Денатурированный \V белок J)

Мочевина + RSH

Развертывание

Мочевина Повторное свертывание

RSH без мочевины

Распутывание

Нативный белок

Спутанный белок

Рис. 2.38. Денатурирование и повторная самосборка рибонуклеазы. Правильное свертывание происходит только тогда, когда образование дисульфидной связи становится обратимым при добавлении Р-меркаптоэтанола (RSH), позволяющего системе достичь равновесия. (Воспроизведено с разрешения Lindsey J.S. Self-assembly in synthetic routes to molecular devices. Biological principles and chemical perspectives: A review // New J. Chem. 1991. Vol.15. P. 153-180)

собой структуру с наименьшей свободной энергией Гиббса и что вся информация, необходимая для сборки белка, закодирована в последовательности аминокислот.

Рассмотрим железонакапливающий белок ферритин в качестве примера кодирования информации. Этот белок содержит 24 идентичные субъединицы, которые вместе образуют почти сферическую оболочку октаэдрической симметрии. Почему же 24 субъединицы и почему октаэдрическая симметрия? Исследование отдельных субъединиц показывает, что в зависимости от распределения их центров связывания могут быть реализованы два способа агрегации. Один из них включает взаимодействие по типу «замок—ключ» каждой субъединицы со своим соседом под углом 90°, что дает агрегат из четырех субъединиц с симметрией четвертого порядка. Другой же вовлекает во взаимодействие по типу «замок—ключ» три субъединицы, расположенные под углом 60° друг к другу, что дает соединение с симметрией третьего порядка. Решающим поэтому является то, что если белок должен одновременно насытить все свои центры связывания, то получающийся агрегат должен обладать осями симметрии как третьего, так и четвертого порядка. Это может быть достигнуто единственным путем — образованием кластера из 24 субъединиц с октаэдрической симметрией (схема 2.10).

Другой пример биохимической самосборки — димеризация протеазы вируса иммунодефицита человека I (HIV-I) - фермента, определяющего сборку и инфекционную активность вируса СПИД, а также протеазы икосаэдрического римовируса — причины обычной простуды. Однако, вероятно, наиболее известным и важным примером биохимической самосборки помимо ДНК является вирус табачной
2.9. Виагра: по ту сторону газетной шумихи

117

Схема 2.10. Изображения структуры H цепочечного ферритина человека с осями симметрии четвертого и третьего порядка (левое и правое соответственно). Взаимодействия вокруг оси четвертого порядка происходят под углом 90° и приводят к тетрамерам. Белковые тримеры, расположенные под углом 60° друг к другу, имеют ось третьего порядка.

(Воспроизведено с разрешения Caulder D.L. and Raymond K.N. // Асс. Chem. Res. 1999. Vol. 32.

P. 975)

мозаики. Этот механизм, который вводит нас в быстроразвивающуюся область синтетической самосборки и ее возможного применения при формировании молекулярных машин и устройств, рассмотрен в гл. 7.

Lindsey J.S. Self-assembly in synthetic routes to molecular devices. Biological principles and chemical perspectives: A review // New J. Chem. 1991. Vol. 15. P.153-180.

2*9 Виагра: по ту сторону газетной шумихи

Один из последних примеров в области биохимии, имеющий супрамо-лекулярное происхождение, — реакция мужчины на половое возбуждение. Нарушения этой реакции успешно лечат с помощью абиотических лекарств. Фактически такая реакция на половое возбуждение, приводящая к эрекции, — результат выработки и связывания одной маленькой, быстро диффундирующей молекулы оксида азота (NO). При половом возбуждении окончания аксонов парасимпатических нервов (часть автономной нервной системы, работающая по механизму бессознательных реакций тела) высвобождают NO. Затем NO быстро диффундирует в клетки гладкой мускулатуры, окружающей главную артерию, ведущую в пенис, связывается ферментом гуанилатциклазой и активирует его. Роль этого фермента состоит в связывании гуанозинтрифосфата (GTP, ср. с АТР) и превращении его в циклический гуанозинмонофосфат (cGMP). Последний вызывает релаксацию клеток гладкой мускулатуры, что приводит к увеличению притока крови в пенис и - как следствие — к его распуханию. После эякуляции и завершения полового возбуждения выработка NO и cGMP прекращается, а остающийся cGMP удаляется с помощью фермента фосфодиэстеразы, который превращает cGMP в его нециклический аналог GMP (схема 2.11). Неправильное функционирование этого механизма (например, в результате побочного действия лекарства) вызывает дисфункцию эрекции — расстройство, поражающее -20—30 млн мужчин только в США.
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 156 >> Следующая